Методы сухого обогащения угля:

Методы сухого обогащения угля:

Методы сухого обогащения угля: практика применения

В настоящей статье речь пойдет о немного забытых, но получающих второе рождение методах сухого обогащения угля.
Методы сухого обогащения известны с первой половины прошлого века и были применены в нескольких отечественных разработках. Установки с применением метода получили широкое распространение в 1950-1960-х гг. Дальнейшегоя развития сухое обогащение не получило по нескольким Генеральный президент копании Шэн Чжоу (Shenzhou) ГРУЗДЕВ Вадим Альбертович Директор ООО «Росмин» Канд. техн. наук.
АНАКИН Владимир Иванович Заместитель директора причинам. Это и невысокая эффективность таких установок вследствие несовершенных на тот момент технологий, и неправильная, как показало время, расстановка акцентов в цепочке добыча — обогащение — транспортировка-сжигание угля. Плановая экономика диктовала другой подход к выстраиванию технологии переработки энергетического угля, нежели этого требуют условия рынка. Низкая стоимость грузовых железнодорожных перевозок и упор на постоянное увеличение количества добываемого угля (зачастую в ущерб качеству) сформировали систему, при которой далеко не весь отправляемый на электростанции уголь обогащался, а сами электростанции строились с расчетом на высокозольный, необогащенный уголь.
На сегодняшний день рост железнодорожных тарифов кардинальным образом меняет ситуацию. Отсутствие обогатительных мощностей в непосредственной близости от добычи определяет необходимость перевозки на большие расстояния необогащенного угля и фактически, заставляет платить за перевозку породы.
Применение установок сухого обогащения на угледобывающих предприятиях могло бы решить эту проблему, и положительный экономический эффект здесь формируется простым снижением затрат на перевозку пустой породы.
С другой стороны, современные условия определяют и совершенно иные нормы и требования к технологиям. Специалистам очевидны основные недостатки методов обогащения угля в водной среде. Это, прежде всего, необходимость организовывать большое водношламовое хозяйство. Внутри этой проблемы — очищение оборотной воды, содержание водоотстойников.
Большое количество воды порождает необходимость содержать шламонакопители, размеры которых со временем превосходят размеры самого предприятия. Отдельно следует сказать и об ущербе для окружающей среды, ведь сообщение шламонакопителей с подземными водами приводит к серьезному ухудшению экологической ситуации. Установки сухого обогащения лишены всех этих недостатков. Воздух, как разделяющая среда, снимает все вышеперечисленные трудности. К тому же применение новых технологий очистки и пылеулавливания позволяет минимизировать или почти полностью исключить выбросы в окружающую среду.
При всех понятных плюсах сухого обогащения возникает закономерный вопрос о качестве продукта, получаемого на таких установках, а также о том, насколько продвинулись технологии за полвека их существования.
В этой статье мы еще вернемся к рассмотрению преимуществ сухих методов перед обогащением в тяжелых средах и экономической целесообразности применения таких установок, а также внимательно остановимся на технологических возможностях сухого обогащения. Вначале же предлагаем обратиться к разработкам, сделанным отечественной наукой, и подробно остановиться на применявшихся на тот момент технологиях.
На рис. 1 показан общий вид пневматического сепаратора серии ОСП.
Процесс пневматической сепарации в такой установке происходит в воздушном потоке постоянной скорости, в котором частицы угля взвешиваются и расслаиваются по плотностям.
Сепарация осуществляется на плоской качающейся деке сепаратора, имеющей наклон в поперечном направлении от загрузки и подъем в продольном направлении. Поверхность деки разделена на несколько секций, покрытых рашпильными ситами с отверстиями, открытыми в сторону движения обогащаемого материала. К каждой секции снизу приварен диффузор с гибкой трубой (отводом) для подачи воздуха под деку. По поверхности деки в диагональном направлении установлены рифли, которые ограничивают поперечное перемещение материала. Основными факторами, влияющими на процесс пневматической сепарации, являются: высота рифлей на деке; углы продольного подъема и поперечного наклона деки; давление и количество поступающего воздуха; ход и частота качаний деки.
Как уже было сказано выше, методы сухого обогащения угля довольно широко применялись в 1950-1960-х гг. Однако целый ряд причин обусловил почти полное на советском пространстве вытеснение сухого метода обогащения «мокрым». Тем не менее технологии, оставленные на неопределенные сроки отечественной наукой, были с энтузиазмом приняты в Китае. В этой стране известные с прошлого века методы получили новое развитие и подверглись существенной доработке силами китайских ученых и углеобогатителей.
Китайские разработчики, в частности специалисты компании Шэн Чжоу, усовершенствовали процесс сухого обогащения и добились результатов, которые позволяют получать обогащенный продукт необходимого качества c гораздо меньшими затратами, чем, например, при обогащении в водной среде.
Предлагаем сейчас обратиться к научному опыту и практике применения сепараторов компании Шэн Чжоу. Это китайское промышленное объединение выпускает сепараторы сухого обогащения серии FGX, само название является транскрипцией (по первым буквам) с китайского на английский язык трех иероглифов «F» — комплекс, «G» — сухого, «X» — обогащения. Техника и технология сухого обогащения углей на сепараторах FGX имеет новые, самостоятельно разработанные и реализованные технические решения. Компанией Шэн Чжоу производятся десять типоразмеров установок FGX с рабочей площадью деки от 1 до 48 м2, нашедших свое применение, как на внутреннем, так и на внешнем рынках.
За последнее 15 лет в Китае на шахтах, обогатительных фабриках, коксохимических заводах, углепогрузочных станциях установлено свыше 700 таких комплексов. В 2008 г. запущена в эксплуатацию самая крупная в мире фабрика с сухим методом обогащения угля, оснащенная тремя комплексами FGX-48А, общей производительностью — 7,2 млн т угля в год.
Общая среднегодовая производительность всех установленных сепараторов FGX — около 200 млн т. Сепараторы FGX успешно экспортируются в Индонезию, Корею, Монголию, Вьетнам, Филиппины, США, ЮАР.
ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕПАРАТОРА FGX Процесс обогащения на машине FGX осуществляется за счет следующих комплексных воздействий:
1. Спиральное движение материала постели на рабочей перфорированной поверхности.
За счет вибрации рабочей поверхности (деки) зерна, находящиеся в самом нижнем слое постели, движутся от разгрузочного борта к заднему, вследствие препятствия последнего эти зерна перемещаются наверх. А зерна, находящиеся в верхнем слое постели, под действием отталкивающей силы от заднего борта и силы тяжести скользят по поверхности постели к разгрузочному борту машины. Таким образом, создается каскад скоростей с противоположным направлением в верхнем и нижнем слоях постели.
При этом уголь (с более низким удельным весом), находящийся в самом верхнем слое постели, удаляется через разгрузочный борт.
Остальной материал продолжает следующий цикл.
За счет силы вибрации и постоянного давления подаваемого материала на деке постоянно подвергающийся воздействию материал движется поступательно к месту разгрузки породы примерно по спиральной траектории.
2. Процесс сегрегации материала постели и воздействие постоянных восходящих воздушных потоков. Разрыхление и расслоение постели на деке осуществляется при комплексном воздействии механической вибрации и восходящих воздушных потоков. Степень разрыхления зависит от скорости восходящих воздушных потоков и интенсивности вибрации. Воздействие вибрации приводит к сегрегации, более крупные зерна с низким удельным весом движутся вверх, а мелкие зерна вниз. Воздействие восходящих воздушных потоков способствует поднятию мелких частиц наверх, несмотря на их удельный вес. Поэтому расслоение постели по удельному весу материала производится только при совместном воздействии механической вибрации и восходящих воздушных потоков.
3. Воздействие относительно устойчивой двухфазной среды с определенным удельным весом, созданной из воздуха и мелких частиц, содержащихся в перерабатываемом угле.
4. Эффект плавучести — взаимодействие между собой зерен с более высоким удельным весом. В процессе работы на деке машины образуется породный слой. Частицы породы, обладающие разными размерами, стыкуются друг с другом под воздействием вибрации деки, создавая при этом эффект плавучести, обеспечивающий удаление (выдавливание) угольных частиц из породного слоя, в итоге этот эффект приводит к уменьшению потерь угля в породе. Схема сепаратора FGX показана на рис. 2
Обогащаемый уголь крупностью до 80 мм подается питателем на вибрирующую перфорированную рабочую поверхность машины FGX и образует постель определенной толщины. Причем на деке установлены направляющие для создания направленного движения нижнего слоя расслаивающейся постели обогащаемого угля. Дека отрегулирована по определенному поперечному и продольному углу наклона по техническому требованию. Нижние зерна постели под действием встряхивания движутся к заднему борту, который направляет их перемещение вверх. Непрерывно подаваемый материал приобретает спиральное движение за счет силы встряхивания и конструкции машины. Верхний слой материала под действием силы тяжести скользит по поверхности постели и удаляется через разгрузочные борта. Выделяемые продукты могут иметь разную зольность (повышающуюся постепенно в направлении от начала к концу деки). Самая тяжелая порода и другие, более плотные, примеси (пирит и т. д.) концентрируются в хвостовой части деки, где и разгружаются. Постоянные восходящие воздушные потоки в процессе обогащения играют следующие роли:
— увеличение разрыхленности постели, способствующее расслоению материала по плотности;
— создание двухфазной взвешенной среды (воздух совместно с содержащимися мелкими частицами в исходном материале), способствующей повышению эффективности процесса обогащения.
СХЕМА-УСТАНОВКА СУХОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ FGX Установка FGX фактически является одной компактной обогатительной фабрикой и состоит из пяти узлов: углеподготовка, углеобогащение, пылеулавливание, транспортировка продуктов и пульт управления. Схема цепи аппаратов установки FGX показана на рис. 3.
ПРЕИМУЩЕСТВА УСТАНОВОК FGX 1. Отсутствие потребности в воде и необходимости сушки продуктов обогащения.
2. Низкие капиталовложения. За счет простоты технологии обогащения и отсутствия необходимости строить здания, по сравнению с мокрым методом обогащения, капиталовложения в установки FGX составляют 1/5-1/10 при одинаковой мощности.
3. Низкая себестоимость производства. По сравнению с методами «мокрого» обогащения себестоимость переработки на установках FGX составляет 1/3-1/4.
4. Высокая производительность труда. За счет небольшого штата обслуживающего персонала производительность труда составляет 80-250 т/ч. Причем, чем больше производительность выбранной установки, тем выше производительность труда.
5. Возможность получения на одной установке нескольких продуктов с различной зольностью.
6. Возможность использования установки под открытым небом.
7. Небольшая территория под промплощадку. Необходимая промплощадка для установки FGX-12 при производительности 600 тыс. т в год, приблизительно 300 м2.
8. Небольшие сроки строительства и запуска в эксплуатацию.
Срок монтажа установки FGX — не более 30 рабочих дней.
9.Эффективное пылеудаление, соответствующее требованиям защиты окружающей среды.
Установка FGX (рис. 4) пригодна при переработке любой марки энергетических углей с целью удаления вмещающих пород.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВОК СЕРИИ FGX 1. Основной областью применения установки FGX является переработка энергетических углей с целью повышения качества товарного угля за счет удаления породы.
2. Предварительное удаление породы перед обогащением коксующихся углей в тяжелой среде с целью облегчения процесса самого обогащения и снижения себестоимости производства.
3. Извлечение углей из разубоженной горной массы и отвальной породы шахт.
4. Обогащение углей с сильной способностью к шламообразованию и с наличием размокающих включений, например обогащения бурого угля.
5. Переработка углей с высоким содержанием пирита.
Ниже приведены результаты обогащения на сепараторах серии FGX разных марок углей, добытых несколькими шахтами Китая (табл. 2-4).
Согласно статистике ряда предприятий, где применяются установки FGX, минимальный срок их окупаемости — 3 месяца, максимальный — 1 год.
Приведеные выше характеристики, и показатели, а также примеры применения методов сухого обогащения свидетельствуют, вопервых, о высоких результатах, достигнутых китайскими специалистами в области сухого обогащения угля, а во-вторых, о существенном пробеле, или, по-крайней мере, «узких местах» в российской практике углеобогащения.
Таким образом, опыт показывает, что технологии, рассматриваемые в настоящей статье, были незаслуженно и неоправданно забыты. Но время берет свое и некогда забытые технические решения находят новое применение и занимают заслуженное место в угольной промышленности. С начала 2008 г. компаниями «РасМин» и «СУЭК» при поддержке специалистов компании Шэн Чжоу велась активная работа по изучению возможностей внедрения китайского опыта в России. Проработка вопроса показала, что такие установки и сами методы сухого обогащения могут найти широкое применение и в российских условиях, на отечественных угледобывающих предприятиях.
После большой работы по изучению китайских достижений и детальной проработки возможностей использования сепараторов FGX весной 2008 г. было принято решение о начале строительства первой установки сухого обогащения. Установка сухого обогащения общей мощностью 120 т/ч будет построена в Приморском крае и будет перерабатывать угли, которые добываются на ШУ «Восточное».
На ШУ «Восточное» эффективность применения установки FGX обусловлена возможностью выбора места размещения сепаратора, исходя из наименьших инвестиционных вложений, оптимальных эксплуатационных затрат, компактных размеров установки и небольших сроков монтажа.
Кроме этого, применение сепаратора FGX даст возможность достичь планируемых показателей (1,2 млн т) переработки угля на ШУ «Восточное» и позволит укрепить позиции ОАО «Приморскуголь» на внутреннем рынке и выйти на внешний (близость порта и границы — минимальные транспортные затраты) за счет получения концентрата экспортного качества.

Гость (не проверено)
то есть вывод очевиден, лучше

то есть вывод очевиден, лучше переработать уголь прямо на месте, правильно?

Ксения (не проверено)
нет вообще то в статье речь о

нет вообще то в статье речь о том что лучше очищать уголь воздухом или водой. Хотя воздухом лучше, но водой дешевле.

Олег (не проверено)
именно сухого

Были, смотрели, пробовали. Тема реальная абсолютно! При условии низкой влажности перерабатываемого угля. Внешняя влага должна быть не выше 12 %. Чем ниже - тем эффективней процесс. А теперь найдите такое месторождение, с сухими пластами...
Иначе - предварительная термическая сушка несортированного угля, и весь эффект уходит "в дым"...

Юрий Понизованый (не проверено)
В России, где "широка страна

В России, где "широка страна моя родная" может быть это и можно. Посмотрите внимательно видео на других сайтах. Обратите внимание на выброс пыли. Вроде бы и не очень большой, но если учесть, что каждый вентилятор прокачивает Десятки тысяч кубометров воздуха. это выливается в сотни тонн пыли.
Кроме того, обратите внимание на гранулометрический состав кусков угля (они все практически одного размера), т.е. для каждого размера частиц надо ставить по такой фабрике, или все время перенастраивать на другой размер частиц (соответственно другую скорость витания кусков угля в воздушном потоке), что несомненно отразится на качестве продукции. Единственное, что не вызывает сомнений, так это то, что мы тупо возили породу на протяжении десятков лет, и подменили понятия уголь (в смысле топлива) на рядовой уголь (звучит практически также, а представляет собой смесь угля с породой, которая в случае углей Донбасса практически не горит). Это я все к тому, что не все так просто. Отмерьте семь раз...

Катерина (не проверено)
А где рисунки, написанные в

А где рисунки, написанные в тексте!

Александр (не проверено)
Как бы ни было, а мокрые

Как бы ни было, а мокрые гравитационные процессы всё же дают более высокое качество. Нет ограничений по влаге исходного. Правда, что относительно большое водно-шламовое хозяйство и невозможность работы в холодное время года. Хотя возможно утеплить здание и снизить срок простоя.

Марат (не проверено)
Очень важно отмечено в статье

Очень важно отмечено в статье, про рост железнодорожных тарифов, отсутствие обогатительного оборудования или фабрики непосредственно на разрезе, осуществляющего добычу угля, что определяет необходимость перевозки на большие расстояния необогащенного угля и фактически, заставляет платить за перевозку породы. Т.е. сейчас важно повысить энергетические качества угля (теплотворность) тем самым снизить количество перевозимого угля, а это МИНУС затраты за оплату вагонов, снижение затрат на технологию добычи, выплат ПДВ и тд. Будем у себя внедрять уже работаем в этом направлении (два больших разреза 8 млн. тн. - 3 ТЭЦ) .
omars63@mail.ru
Применение установок сухого обогащения на угледобывающих предприятиях могло бы решить эту проблему, и положительный экономический эффект здесь формируется простым снижением затрат на перевозку пустой породы.

Гога (не проверено)
Апсатское месторождение -

Апсатское месторождение - влажность меньше 5 %, зимой вымораживается до 0

А.И.В. (не проверено)
А как же старые добрые методы

А как же старые добрые методы радиометрического обогащения, позволяющие получать необходимые показатели на углях различныз марок?

Константин (не проверено)
При эксплуатации данной

При эксплуатации данной установки возникает одна существенная проблема - залипают (закоксовываются) пылью верхние и нижние воздуховоды, а также так называемые циклоны в результате чего установка практически работает как грохот.Зачистка занимает довольно долгий промежуток времени (работники как кроты ползают в трубах). Это самый большой недостаток данного комплекса.




ip: 212.154.200.205 Дата и время: 2016.12.28 06:32:18 Имя - Igor.Vostok Комментарий:
Подскажите-Чем отличается установки левого и правого исполнения? FGX-модель 24 -это две установки 12 модели? или число означает площадь перфорированного сита?

ip: 178.22.168.101 Дата и время: 2018.03.20 03:14:56 Имя - Василий Комментарий:
День добрый , есть ли форумы по этому оборудованию, обслуживание и ремонт? С уважением Василий